ADVANCING GENE-EDITING NUCLEASES FOR DIVERSE ZEBRAFISH APPLICATIONS
推进基因编辑核酸酶在多种斑马鱼中的应用
基本信息
- 批准号:10737505
- 负责人:
- 金额:$ 49.28万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-20 至 2027-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAnimalsAreaBar CodesBiomedical ResearchBiomedical TechnologyCRISPR screenCRISPR/Cas technologyCellsClustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsCollaborationsCollectionCommunitiesDNADevelopmentDisease modelEmbryoEngineeringFinancial SupportFishesFundingFutureGene Transfer TechniquesGenesGenetic DiseasesGenomeGenomicsIntegraseLocationLocomotionMethodsMicrofluidicsModificationMolecularMonitorMorphologyMutationNeedlesOrganismPhenotypePlasmidsProteinsRecoveryRegulator GenesRegulatory ElementResearch PersonnelSiteSpecific qualifier valueSpecificitySystemTechnologyTransgenic OrganismsVisualZebrafishcell typecombinatorialgene functiongenome editinggenomic locushigh throughput screeninghigh throughput technologyinnovationinterestmetabolomicsmolecular phenotypemutantnanolitrenew technologynucleaseprime editingpromoterrecombinasereverse geneticsscreeningsingle-cell RNA sequencingsmall moleculetechnology developmenttechnology platformtooltranscription activator-like effector nucleases
项目摘要
Summary
CRISPR-Cas9 and related technologies have dramatically transformed our ability to manipulate the
genomes of countless organisms, generate disease models, rapidly discover the functions of genes, and
create new treatments for genetic disorders. Nevertheless, the full potential of the field has yet to be realized.
Over the past fifteen years, the Peterson and Yeh labs have collaborated in the development of genome
editing tools and have contributed to several key advances, including the first use of CRISPR-Cas9 to modify
the genome of any animal, the first use of prime editing in zebrafish, and the first technology for high-
throughput CRISPR screening in a vertebrate. During the current funding period, we have successfully
completed all three of our aims and produced new technologies, TICIT and MIC-Drop, that raise exciting new
opportunities for further development and application. In this competitive renewal application, we propose to
expand on TICIT and MIC-Drop, developing several useful new gene-editing approaches.
Aim 1 builds upon Targeted Integration by CRISPR-Cas9 and Integrase Technologies (TICIT), which
utilizes the site-specific DNA recombinase – phiC31 integrase – to insert DNA into genomic target sites that
have been pre-specified by CRISPR-Cas9 modification. Unlike traditional transgenic methods which lead to
random genome insertion, TICIT enables precise integration of plasmids into the genome at prespecified loci,
avoiding inadvertent gene disruption and positional effects. Building upon TICIT, we propose now to expand
the utility of integrases for site-specific genome editing. In the renewal application, we propose new
technologies to make TICIT more efficient and permit combinatorial uses of multiple integrases in various safe-
harbor genomic loci. Additionally, we will use the optimized TICIT platform to develop high-throughput
screening systems for isolating synthetic promoters with enhanced cell-state or cell-type specificity.
Aim 2 builds upon Multiplexed, Intermixed CRISPR Droplets (MIC-Drop), which combines multiplexed
CRISPR sgRNAs, Cas9 protein, and DNA barcodes into nanoliter-volume microfluidic droplets that can then be
injected from a single needle into thousands of zebrafish. MIC-Drop enables rapid and efficient disruption of
hundreds or thousands of genes, and after identification of phenotypes of interest, the causative gene can be
quickly identified by barcode recovery. Building upon MIC-Drop, we propose now to expand the utility of
MIC-Drop for molecular phenotyping. Previously, we have used visual inspection to identify zebrafish
mutants with interesting phenotypes, followed by PCR-based recovery of the DNA barcodes. We now plan to
combine MIC-Drop technology with powerful molecular phenotyping tools, such as single-cell RNA sequencing
(scRNAseq) and metabolomics. In this aim, we will develop new methods, barcodes, and workflows that will
enable efficient gene disruption and molecular phenotyping at unprecedented scales.
概括
CRISPR-Cas9 和相关技术极大地改变了我们操纵细胞的能力
无数生物体的基因组,生成疾病模型,快速发现基因的功能,以及
然而,该领域的全部潜力尚未得到充分发挥。
在过去的十五年里,Peterson 和 Yeh 实验室在基因组开发方面进行了合作
编辑工具,并为多项关键进展做出了贡献,包括首次使用 CRISPR-Cas9 来修饰
任何动物的基因组,首次在斑马鱼中使用原代编辑,以及第一个高科技
在当前的资助期内,我们已经成功地在脊椎动物中进行了 CRISPR 筛选。
完成了我们的所有三个目标并产生了新技术 TICIT 和 MIC-Drop,这引发了令人兴奋的新技术
进一步开发和应用的机会 在这个竞争性的更新应用中,我们建议:
扩展 TICIT 和 MIC-Drop,开发几种有用的新基因编辑方法。
目标 1 以 CRISPR-Cas9 和 Integrase Technologies (TICIT) 的靶向整合为基础,
利用位点特异性 DNA 重组酶(phiC31 整合酶)将 DNA 插入基因组目标位点,
与传统的转基因方法不同,它是通过 CRISPR-Cas9 修饰预先指定的。
随机基因组插入,TICIT 能够将质粒精确整合到基因组中预先指定的位点,
避免无意的基因破坏和位置效应 在 TICIT 的基础上,我们现在建议进行扩展。
在更新应用中,我们提出了新的整合酶在位点特异性基因组编辑中的实用性。
技术使 TICIT 在各种安全领域更有效地组合使用多个集成
此外,我们将使用优化的TICIT平台来开发高通量。
用于分离具有增强的细胞状态或细胞类型特异性的合成启动子的筛选系统。
Aim 2 以多重、混合 CRISPR 液滴 (MIC-Drop) 为基础,结合了多重、混合的 CRISPR 液滴 (MIC-Drop)
将 CRISPR sgRNA、Cas9 蛋白和 DNA 条形码转化为纳升体积的微流体液滴,然后可以将其
从一根针头注射到数千只斑马鱼中,可以快速有效地破坏细胞。
数百或数千个基因,在鉴定出感兴趣的表型后,致病基因可以是
在 MIC-Drop 的基础上,我们现在建议扩展 MIC-Drop 的实用性。
用于分子表型分析的 MIC-Drop 之前,我们使用目视检查来识别斑马鱼。
具有有趣表型的突变体,然后基于 PCR 恢复 DNA 条形码。
将 MIC-Drop 技术与强大的分子表型分析工具(例如单细胞 RNA 测序)相结合
(scRNAseq)和代谢组学 为了实现这一目标,我们将开发新的方法、条形码和工作流程。
能够以前所未有的规模进行有效的基因破坏和分子表型分析。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Complementation Dependent Enzyme Prodrug Therapy Enables Targeted Activation of Prodrug on HER2-Positive Cancer Cells.
- DOI:10.1021/acsmedchemlett.2c00394
- 发表时间:2022-10
- 期刊:
- 影响因子:4.2
- 作者:Christine S. Nervig;Samuel T Hatch;S. Owen
- 通讯作者:Christine S. Nervig;Samuel T Hatch;S. Owen
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
RANDALL T PETERSON其他文献
RANDALL T PETERSON的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('RANDALL T PETERSON', 18)}}的其他基金
Project 2: Advancing glyoxylate as a chemical countermeasure
项目 2:推进乙醛酸盐作为化学对策
- 批准号:
9981043 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
Project 2: Advancing glyoxylate as a chemical countermeasure
项目 2:推进乙醛酸盐作为化学对策
- 批准号:
10426370 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
ADVANCING GENE-EDITING NUCLEASES FOR DIVERSE ZEBRAFISH APPLICATIONS
推进基因编辑核酸酶在多种斑马鱼中的应用
- 批准号:
10018919 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
Project 2: Advancing glyoxylate as a chemical countermeasure
项目 2:推进乙醛酸盐作为化学对策
- 批准号:
10241502 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
ADVANCING GENE-EDITING NUCLEASES FOR DIVERSE ZEBRAFISH APPLICATIONS
推进基因编辑核酸酶在多种斑马鱼中的应用
- 批准号:
10245123 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
Project 2: Advancing glyoxylate as a chemical countermeasure
项目 2:推进乙醛酸盐作为化学对策
- 批准号:
10671671 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
ADVANCING GENE-EDITING NUCLEASES FOR DIVERSE ZEBRAFISH APPLICATIONS
推进基因编辑核酸酶在多种斑马鱼中的应用
- 批准号:
10470200 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
相似国自然基金
臂旁核区域损伤致长时程“昏迷样”动物模型建立及神经机制研究
- 批准号:81901068
- 批准年份:2019
- 资助金额:20.5 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
三江源大型野生食草动物对区域草畜平衡状态影响及管控机制研究
- 批准号:41971276
- 批准年份:2019
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
基于组蛋白H3K9me3和DNA甲基化修饰协同作用研究早期胚胎发育过程中基因印记区域的调控
- 批准号:31801059
- 批准年份:2018
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
转录因子Msx1与哺乳动物上腭发育的前-后区域化
- 批准号:31771593
- 批准年份:2017
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
家鸽对城市区域大气重金属污染物的暴露响应研究
- 批准号:41701574
- 批准年份:2017
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Executive functions in urban Hispanic/Latino youth: exposure to mixture of arsenic and pesticides during childhood
城市西班牙裔/拉丁裔青年的执行功能:童年时期接触砷和农药的混合物
- 批准号:
10751106 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
Anti-flavivirus B cell response analysis to aid vaccine design
抗黄病毒 B 细胞反应分析有助于疫苗设计
- 批准号:
10636329 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
Sonodynamic therapy using MRI-guided focused ultrasound in combination with 5-aminolevulinic acid to treat recurrent glioblastoma multiforme
使用 MRI 引导聚焦超声联合 5-氨基乙酰丙酸的声动力疗法治疗复发性多形性胶质母细胞瘤
- 批准号:
10699858 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
The Role of Glycosyl Ceramides in Heart Failure and Recovery
糖基神经酰胺在心力衰竭和恢复中的作用
- 批准号:
10644874 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别:
Role of YB1 in health disparities in triple negative breast cancer
YB1 在三阴性乳腺癌健康差异中的作用
- 批准号:
10655943 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 49.28万 - 项目类别: